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第2讲　离子反应(一)
【复习目标】
1.了解电解质及其分类,掌握强弱电解质的本质区别。
2.理解电解质在水溶液中的电离以及电解质溶液的导电性。
3.了解离子反应的概念、离子反应发生的条件,并能正确书写离子方程式。
特训点一　电解质及其电离
【知识特训】
1.电解质和非电解质
(1)分类依据
(2)电解质的强弱与物质类别的关系
①强电解质:强酸、强碱、绝大多数盐,如HNO3、NaOH、CaCO3等。
②弱电解质:弱酸、弱碱和水等,如乙酸、一水合氨等。
知识拓展
电解质和非电解质的判断方法
2.电离和电离方程式
(1)电离
①概念:电解质溶于水或受热熔化时,产生　　　　　的过程。
②电离条件:酸的电离条件是溶于水,盐和碱的电离条件是溶于水或熔融态。
(2)电离方程式的书写
①强电解质:完全电离,用“　　　　”表示。如NaOH的电离方程式为NaOHNa++OH-。
②弱电解质:部分电离,用“”表示。
多元弱酸 分步电离 ,且电离程度逐步减弱,以第一步电离为主,如H2S的电离方程式为H2SH++HS-、HS-H++S2-
多元弱碱 分步电离,但一步写出,如Cu(OH)2的电离方程式为Cu(OH)2Cu2++2OH-
两性氢 氧化物 双向电离,如Al(OH)3的电离方程式为Al(OH)3+H2O[Al(OH)4]-+H+、Al(OH)3Al3++3OH-
③酸式盐的处理
强酸酸 式盐 完全电离,一步写出,如NaHSO4在水溶液中的电离方程式为NaHSO4Na++H++S;在熔融状态下的电离方程式为NaHSO4Na++HS
多元弱酸 酸式盐 第一步完全电离,其余部分电离,如NaHCO3Na++HC、HCH++C
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)CO2、NH3溶于水能导电,所以二者均为电解质。 (　　)
(2)液态AlCl3和液态HCl均不导电,故AlCl3和HCl均为非电解质。 (　　)
(3)BaSO4的水溶液不易导电,故BaSO4是弱电解质。 (　　)
(4)NaCl溶液在电流的作用下电离出钠离子和氯离子。 (　　)
(5)浓度大的电解质溶液的导电能力一定比浓度小的电解质溶液强。 (　　)
2.现有11种物质:①锂　②纯H3PO4　③氨水　④NH3　⑤BaSO4　⑥NaCl固体　⑦NaCl溶液　⑧乙醇　⑨Al2O3　⑩AlCl3　CuSO4·5H2O。按照表中提示的信息,把符合左栏条件的物质的序号填入右栏相应的位置。
序号 符合的条件 物质的序号
(1) 本身能导电
(2) 电解质,熔融状态下能导电
(3) 电解质,水溶液中能导电
(4) 非电解质
(5) 强电解质
(6) 弱电解质
【能力特训】
考向一　有关电解质及电解质电离过程的微观探析
典例1　NaCl在水中的溶解和电离示意图如图所示。下列说法错误的是 (　　)
①Na+和Cl-的半径不同
②水分子中H和O的半径不同
③Na+和Cl-周围的水分子数不同
④环绕在Na+和Cl-周围的水分子的排列方式相同
⑤物质的溶解是在水分子的作用下完成的
⑥溶于水的NaCl不完全电离
⑦离子在水溶液中是以水合离子的形式存在的
A.④⑥　B.①②③　C.④⑤⑦　D.①③④⑥
对点训练1　(2024·湖南常德模拟)图a~c分别为NaCl在不同状态下的导电实验(X、Y为石墨电极)微观示意图。下列分析错误的是 (　　)
A.图中代表Cl-
B.图a中,NaCl固体,不导电
C.图b中,X与电源负极相连
D.图c中,Y上产生H2
考向二　 电解质溶液导电性分析
典例2　使用如图装置(搅拌装置略)探究溶液中离子浓度变化,灯光变化不可能出现“亮→暗(或灭)→亮”现象的是 (　　)
选项 A B C D
试剂a CuSO4 NH4HCO3 H2SO4 CH3COOH
试剂b Ba(OH)2 Ca(OH)2 Ba(OH)2 NH3·H2O
【方法提炼】
电解质导电性与导电能力强弱的判断
对点训练2　向0.01 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中加入几滴酚酞溶液,然后向混合液中匀速、逐滴加入0.2 mol·L-1的H2SO4溶液,滴加过程中测得溶液电导率的变化如图所示。下列说法错误的是 (　　)
A.烧杯中红色逐渐变浅直至完全褪去
B.由于水存在微弱电离、BaSO4存在微弱溶解,理论上电导率不会为0
C.电导率减小的过程中,发生反应:2H++S+Ba2++2OH-BaSO4↓+2H2O
D.若用同浓度的Na2SO4溶液代替稀硫酸重复上述实验,电导率变化与原实验相同
教材拓展——物质的导电性实验
[实验1]在三个烧杯中分别加入干燥的NaCl固体、KNO3固体和蒸馏水,如图所示连接装置,将石墨电极依次放入三个烧杯中,分别接通电源,观察并记录现象。
[实验2]取上述烧杯中的NaCl固体、KNO3固体各少许,分别加入另外两个盛有蒸馏水的烧杯中,用玻璃棒搅拌,使固体完全溶解形成溶液。如图所示,将石墨电极依次放入NaCl溶液、KNO3溶液中,分别接通电源,观察并记录现象。
典例　滴有酚酞的Ba(OH)2溶液显红色,向该溶液中分别滴加X溶液后有下列现象。下列说法不正确的是 (　　)
装置 序号 X溶液 现象
Ⅰ 盐酸 溶液红色褪去,无沉淀产生,灯泡亮度没有明显变化
Ⅱ Na2SO4溶液 溶液红色不变,有白色沉淀生成,灯泡亮度没有明显变化
Ⅲ 硫酸 溶液红色褪去,有白色沉淀生成,灯泡逐渐变暗
A.实验Ⅰ中溶液红色褪去,说明发生了反应:H++OH-H2O
B.实验Ⅱ中溶液红色不变,且灯泡亮度没有明显变化,说明溶液中存在大量的Na+与OH-
C.实验Ⅲ中溶液红色褪去,有白色沉淀生成,灯泡逐渐变暗,说明发生了反应:Ba2++2OH-+2H++SBaSO4↓+2H2O
D.将实验Ⅱ中Na2SO4溶液换成CuSO4溶液,现象与原实验Ⅱ中的现象相同
特训点二　离子反应与离子方程式的书写及正误判断
【知识特训】
1.离子反应
(1)概念:在水溶液中或熔融状态下,有　　　　参加或生成的化学反应。
(2)实质:溶液中离子的种类或浓度发生改变。一般向着减小某些离子浓度的方向进行。
(3)类型
2.离子方程式
(1)定义:用实际参加反应的　　　　来表示反应的式子。
(2)书写步骤——以CaCO3与盐酸的反应为例
(3)意义:离子方程式不仅可以表示某一个具体的化学反应,还可以表示同一类型的离子反应。
①表示某一特定的化学反应
如离子方程式Cu2++2OH-+Ba2++SBaSO4↓+Cu(OH)2↓只表示Ba(OH)2+CuSO4BaSO4↓+Cu(OH)2↓这一个化学反应。
②表示同一类型的所有的离子反应
例如,离子方程式H++OH-H2O可以表示所有强酸和强碱在稀溶液中反应生成可溶性盐和水的中和反应。
3.离子方程式书写的关键是正确使用“离子符号”和“化学式”
(1)能写成离子符号的物质,必须同时具备易溶、易电离这两个条件。需要熟记的有强酸HCl、HNO3、H2SO4等,可溶性强碱NaOH、KOH、Ba(OH)2等。
(2)用化学式表示的物质:非电解质、弱电解质(弱酸、弱碱、水等)、难溶物质、单质、气体、氧化物等。
(3)①微溶物处于澄清状态(如澄清石灰水)时写离子形式,处于浊液或固体状态(如石灰乳)或在生成物中出现时写化学式。
②强酸的酸式盐全部拆开,如NaHSO4拆成Na+、H+、S,弱酸的酸式盐中的酸根阴离子不能拆开,如NaHCO3拆成Na+、HC,碱式盐写化学式。
③产物NH3·H2O的处理:不加热或稀溶液中,写成NH3·H2O;加热或浓溶液中,写成NH3和H2O。
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)有水生成的反应一定是离子反应。 (　　)
(2)H++OH-H2O只能表示强酸与强碱发生的复分解反应。 (　　)
(3)H++OH-H2O可表示所有强酸和强碱的中和反应。 (　　)
(4)将Cl2通入水中制取氯水,该过程用离子方程式可表示为Cl2+H2O2H++Cl-+ClO-。 (　　)
(5)向PbSO4沉淀中滴加CH3COONH4溶液,沉淀逐渐溶解,说明(CH3COO)2Pb为弱电解质。 (　　)
【能力特训】
考向一　常见反应中离子方程式的书写
典例1　(1)实验室用碳酸钙与盐酸反应制取CO2气体,反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;常用澄清石灰水检验CO2气体的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)将表面附有铁锈(成分是Fe2O3)的铁钉放入稀硫酸中,开始反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　;反应片刻后,可观察到有气体产生,其离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)人体胃液中含有胃酸(0.2%~0.4%的盐酸),可起杀菌、帮助消化等作用,但胃酸的量不能过多或过少,它必须控制在一定范围内。当胃酸过多时,医生通常用小苏打片(NaHCO3)或胃舒平[主要成分是Al(OH)3]给病人治疗。
①用小苏打片治疗胃酸过多的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　。
②如果病人同时患有胃溃疡,此时最好服用胃舒平,反应的离子方程式为　　　　　　　　。
(4)向NaHSO3溶液中加入过量NaHSO4溶液,反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　。
对点训练1　写出下列反应的离子方程式。
(1)用KMnO4与浓盐酸反应制Cl2:　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)大理石与硝酸反应:　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)Na2S溶液呈碱性:　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)Na投入FeCl3溶液中:　　　　　　　　　　　　　　　　　。
考向二　离子方程式的正误判断
典例2　对于下列过程中发生的化学反应,相应的离子方程式正确的是 (　　)
A.试管壁上的银镜用稀硝酸清洗:Ag+2H++NAg++NO2↑+H2O
B.工业废水中的Pb2+用FeS去除:Pb2++S2-PbS↓
C.海水提溴过程中将溴吹入SO2吸收塔中:Br2+SO2+2H2O2Br-+S+4H+
D.用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:2Mn+5C2+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O
【归纳总结】
警惕离子方程式正误判断的“三大陷阱”
(1)“原理”陷阱
离子反应应符合客观事实,而命题者往往设置不符合“反应原理”的陷阱,如铁单质和非氧化性酸反应生成Fe3+,金属和氧化性酸反应生成H2,忽略隐含反应,不符合配比关系,“”“”使用不正确以及反应条件不正确等。
(2)“拆分”陷阱
离子方程式的正误判断中,常常涉及物质是否能“拆分”的陷阱,如氧化物、弱电解质、沉淀、多元弱酸的酸式酸根离子等均不能拆分。
(3)“守恒”和“量比”陷阱
离子方程式应符合质量守恒、电荷守恒和电子守恒,忽略某些守恒关系是命题者经常设置的“陷阱”。
对点训练2　(2024·湖南衡阳模拟)(NH4)2Fe(SO4)2(摩尔盐)是一种重要试剂。下列离子方程式书写错误的是 (　　)
A.向(NH4)2Fe(SO4)2溶液中滴加足量澄清石灰水:Fe2++2OH-Fe(OH)2↓
B.向(NH4)2Fe(SO4)2溶液中通入氯气:2Fe2++Cl22Fe3++2Cl-
C.向(NH4)2Fe(SO4)2溶液中滴加酸性KMnO4溶液:5Fe2++8H++MnMn2++5Fe3++4H2O
D.向(NH4)2Fe(SO4)2溶液中加入过量NaHCO3生成FeCO3:Fe2++2HCFeCO3↓+CO2↑+H2O
考向三　化工流程及实验中离子方程式的书写
典例3　(2024·河北卷,节选)V2O5是制造钒铁合金、金属钒的原料,也是重要的催化剂。以苛化泥为焙烧添加剂从石煤中提取V2O5的工艺,具有钒回收率高、副产物可回收和不产生气体污染物等优点。
在弱碱性环境下,偏钒酸钙[Ca(VO3)2]经盐浸生成碳酸钙发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。
对点训练3 按要求写出下列反应的离子方程式。
(1)向MgSO4溶液中加入(NH4)2CO3溶液生成Mg(OH)2·MgCO3:　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)将BaS溶液与硫酸锌溶液混合生成立德粉(ZnS·BaSO4):　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)向MnF2溶液中加入NH4HCO3生成MnCO3:　　　　　　　　　　　　　　　。
【真题探究】
真题示范
典例　(2024·湖南卷)下列过程中,对应的反应方程式错误的是 (　　)
A 《天工开物》记载用炉甘石(ZnCO3)火法炼锌 2ZnCO3+C2Zn+3CO↑
B CaH2用作野外生氢剂 CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2↑
C 饱和Na2CO3溶液浸泡锅炉水垢 CaSO4(s)+C(aq)CaCO3(s)+S(aq)
D 绿矾(FeSO4·7H2O)处理酸性工业废水中的Cr2 6Fe2++Cr2+14H+6Fe3++2Cr3++7H2O
[真题分析] 本题以传统文化、生活常识和工业污水处理为情境考查离子方程式,突出社会责任,体现科学态度与社会责任的化学学科核心素养。
真题再练
1.(2024·全国甲卷)下列过程对应的离子方程式正确的是 (　　)
A.用氢氟酸刻蚀玻璃:Si+4F-+6H+SiF4↑+3H2O
B.用三氯化铁溶液刻制覆铜电路板:2Fe3++3Cu3Cu2++2Fe
C.用硫代硫酸钠溶液脱氯:S2+2Cl2+3H2O2S+4Cl-+6H+
D.用碳酸钠溶液浸泡锅炉水垢中的硫酸钙:CaSO4+CCaCO3+S
2.(2023·重庆卷)下列离子方程式中,错误的是 (　　)
A.NO2通入水中:3NO2+H2O2H++2N+NO
B.Cl2通入石灰乳中:Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O
C.Al放入NaOH溶液中:2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑
D.Pb放入Fe2(SO4)3溶液中:Pb+S+2Fe3+2Fe2++PbSO4
3.(2023·湖南卷)下列有关电极方程式或离子方程式错误的是 (　　)
A.碱性锌锰电池的正极反应:MnO2+H2O+e-MnO(OH)+OH-
B.铅酸蓄电池充电时的阳极反应:Pb2++2H2O-2e-PbO2+4H+
C.K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中:K++Fe2++[Fe(CN)6]3-KFe[Fe(CN)6]↓
D.TiCl4加入水中:TiCl4+(x+2)H2OTiO2·xH2O↓+4H++4Cl-
真题预测
【原创题】正高碘酸(H5IO6)是白色结晶性粉末,可溶于水,主要用作氧化剂和分析试剂。由NaI制取H5IO6的实验流程如图所示:
下列离子方程式或化学方程式错误的是 (　　)
A.“反应1”中:I-+6e-+6OH-I+3H2O
B.“反应2”中:2Na++I+Cl2+3OH-Na2H3IO6↓+2Cl-
C.“反应3”中:Na2H3IO6+5Ag+Ag5IO6+2Na++3H+
D.“反应4”中:4Ag5IO6+10Cl2+10H2O4H5IO6+20AgCl+5O2
参考答案
特训点一
知识特训
熔融状态下　强电解质　弱电解质　自由移动的离子
　自由电子
自学微练
1.(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
2.(1)①③⑦　(2)⑤⑥⑨　(3)②⑥⑩　(4)④⑧
(5)⑤⑥⑨　(6)②
能力特训
典例1　A
对点训练1　C
典例2　D　解析：CH3COOH与氨水发生反应CH3COOH+NH3·H2OCH3COO-+N+H2O，反应后自由移动的离子浓度增大，溶液导电能力增强，灯泡更明亮，不会出现亮→暗(或灭)→亮的变化，D符合题意。
对点训练2　D　解析：该过程中，Ba(OH)2浓度减小直至反应完全，烧杯中红色逐渐变浅直至完全褪去，A正确；若用同浓度的Na2SO4溶液代替稀硫酸重复实验，反应生成硫酸钡沉淀，溶液中存在钠离子和氢氧根离子，电导率不会减小到几乎为0，电导率变化与原实验不相同，D错误。
考教衔接
典例　D　解析：CuSO4与Ba(OH)2发生复分解反应Ba(OH)2+CuSO4BaSO4↓+Cu(OH)2↓，溶液中离子浓度减小，灯泡逐渐变暗，氢氧根离子浓度减小，红色褪去，而且有蓝色沉淀生成，与加入Na2SO4溶液的实验现象不同，D符合题意。
特训点二
知识特训
离子　离子符号　CaCO3+2H++2Cl-Ca2++2Cl-+H2O+CO2↑
自学微练
(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√
能力特训
典例1　(1)CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O　Ca2++2OH-+CO2CaCO3↓+H2O
(2)Fe2O3+6H+2Fe3++3H2O　Fe+2H+Fe2++H2↑
(3)①HC+H+CO2↑+H2O
②Al(OH)3+3H+Al3++3H2O
(4)HS+H+H2O+SO2↑
对点训练1　(1)2Mn+16H++10Cl-2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(2)CaCO3+2H+Ca2++CO2↑+H2O
(3)S2-+H2OHS-+OH-
(4)6Na+2Fe3++6H2O3H2↑+2Fe(OH)3↓+6Na+
典例2　C　解析：银溶于稀硝酸生成硝酸银和一氧化氮气体，A不正确；FeS不能拆，正确的离子方程式为Pb2++FeSPbS+Fe2+，B不正确；H2C2O4是弱酸，正确的离子方程式为2Mn+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O，D不正确。
对点训练2　A　解析：N、Fe2+都会和OH-反应，Ca2+和S反应，正确的离子方程式为2N+Fe2++2S+2Ca2++4OH-2NH3·H2O+Fe(OH)2↓+2CaSO4↓，A错误。
典例3　HC+OH-+Ca(VO3)2CaCO3+H2O+2V
对点训练3　(1)2Mg2++2C+H2OMg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑[或2Mg2++3C+2H2OMg(OH)2·MgCO3↓+2HC]
(2)Zn2++Ba2++S2-+SZnS·BaSO4↓
(3)Mn2++2HCMnCO3↓+CO2↑+H2O
真题探究
真题示范
典例　A　解析：火法炼锌过程中C作还原剂，ZnCO3在高温条件下分解为ZnO、CO2，CO2与C在高温条件下反应生成还原性气体CO，CO还原ZnO生成Zn，因此总反应为ZnCO3+2CZn+3CO↑，A错误；CaH2为活泼金属氢化物，因此能与H2O发生归中反应生成碱和氢气，化学方程式为CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2↑，B正确；锅炉水垢中的主要成分为CaSO4、MgCO3等，由于溶解性CaSO4>CaCO3，因此向锅炉水垢中加入饱和Na2CO3溶液，CaSO4可转化为CaCO3，方程式为CaSO4(s)+C(aq)CaCO3(s)+S(aq)，C正确；Cr2具有强氧化性，加入具有还原性的Fe2+，二者发生氧化还原反应生成Fe3+、Cr3+，反应的离子方程式为6Fe2++Cr2+14H+6Fe3++2Cr3++7H2O，D正确。
真题再练
1.D
2.B　解析：石灰乳不能拆，反应的离子方程式为Cl2+Ca(OH)2Ca2++ClO-+Cl-+H2O，B错误。
3.B　解析：铅酸蓄电池充电时阳极上失电子，其电极反应为PbSO4-2e-+2H2OPbO2+4H++S，B错误。
真题预测
A　解析：“反应1”电解NaI溶液生成I，离子方程式为I--6e-+6OH-I+3H2O，A错误；“反应1”电解NaI溶液生成I，“反应2”中加入NaOH溶液和氯气，生成不溶于水的Na2H3IO6，离子方程式为2Na++I+Cl2+3OH-Na2H3IO6↓+2Cl-，B正确；“反应3”为Na2H3IO6中加入硝酸银溶液生成不溶于水的Ag5IO6，离子方程式为Na2H3IO6+5Ag+Ag5IO6+2Na++3H+，C正确；“反应3”后的滤渣中加入氯气和水，生成氧气、正高碘酸和AgCl，化学方程式为4Ag5IO6+10Cl2+10H2O4H5IO6+20AgCl+5O2，D正确。

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